一、说明

初学Docker就一个字：乱！这是因为Docker是一个庞大体系，初学时不了解全貌，处于“盲人摸象”状态，因不能通晓要领，学了一点，过后就忘了。而了解Docker全貌并非易事，官方文档也比较乱，找不到初学的切入点。本文试图回顾（或叫反思）Docker这种技术，从宏观上俯视Docker，期望对初学者起到“导游”的意义。然而“说一漏万”，存在诸多说不太透的地方，不期望大家谅解，而是期望初学者们诚心诚意地付出时间和努力，勤学勤练，最后彻底掌握。

二、Docker的目的

为什么要有Docker，不学Docker能死吗？

要回答此类问题，首先应从Docker产生的时代背景，以及它对开发的影响说起，结论读者自己总结。

2.1 时势造Docker

Docker没有出现之前，开发领域教科书是《软件工程》所提出的：结构化、模块化、对象化。然而，随着互联网的成果推进，出现如下事实：1 要求跨平台 2 模块体系越来越大 3 交叉技术模块相互整合不易 4 软件集成有困难。

出现以上现象的原因，一方面因为网上功能爆炸式增长，云计算、大数据、人工智能的出现，使得开发不再是单一的，因而掌握复杂的开发和部署需要“全才”，而“全才”非常稀缺。因此，不跳出传统框架，已经无能为力。而Docker就是另辟新途径的划时代新发明。

2.2 Docker的概念源头

Docker的出现，不是突发的。而是通过已经存在的技术，逐步“催化”产生，它继承了现有诸多的软件成果，具体内容如下。

2.2.1 对于跨平台的构思

Docker以虚拟机的概念为基础的，每个独立最小单元称之为容器，容器内部包含一个独立小型Linix操作系统（这里注意Docker是基于Linux的，不是windows、也不是iso）。

2.2.2 对于docker模块之间的信息交换

是基于网络的（注意不是进程间通信，而是网络主机与主机的通信，即便在一台电脑上也是这样）.

2.2.3 人机交互

CS结构，这一点类似于mysql数据库，有一个client、有一个server，docker体系中存在这样的关系。

2.2.4 云服务端

docker不是孤立的本地小系统、而是社会化的大系统，对于镜像的管理是在云端实现，这和github类似，具有一定的开源共享性。

2.3 Docker对开发的影响

对于项目开发，团队的专业分工依然存在，Docker无法避免，但是，Docker可以使得庞大松散的产品从一个环竟迁移到另一个环境变得容易。

传统Linix开发存在问题是经常性的安装版本，使用docker后，通过社会化共享，使得网上拉取镜像代替了安装，不仅节约了时间，而且结构上更加可靠。

大的复杂系统，传统上是把小系统通过集成构造出大系统，而有了Docker概念，可以以Docker为颗粒，设计大系统，免除了集成的麻烦。

开发团队与运维团队存在沟通不力的问题，传统开发是开发人员“进驻”运维团队，有了Docker使得运维更加方便，“进驻”的力度大大降低。

三、docker一般概念

3.1 知识点

docker体系结构：Docker内部运作机理是啥？
开发者活动：开发者如何参与Docker活动？
更加宏观地看待Docker整体活动：开发者如何应用docker的便利，去开发项目？
docker存储和复用：docker的社会管理，hub和阿里云等
文件复用：Docker如何搬家？备份和存储？

3.2 docker体系结构：Docker内部运作机理是啥？

因为初学者接触Docker，不能回避安装这个过程。我们这里就从Docker的安装语句上说起，让大家立刻进入某种思考状态。

安装语句：

$ sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-compose-plugin

以上安装语句直观地告诉我们，Docker有很多部件构成，他们是：

docker-ce 引擎
docker-ce-cli 客户端
containerd.io 输入输出接口
docker-compose-plugin 组成插件

一个docker体系，在安装完成后，将有如下图所示的结构：

对上图的解释：

1 CS结构实现指令输入输出

这是实现人机交互的部分，也是CS构架，其中包括：

Docker Client客户端终端
Docker Server伺服务器

2 Engine引擎部分

这部分有两部分功能

指令解析成job
分配job任务

示例指令1：

 Docker pull Ubuntu

其中 “pull”就是一个job，其中功能， 1）如果本地有个ubuntu Image，那么提示存在，否则 2）从网上下载一个存在本地。因此有如下过程：

其中（4）是从本地Image仓库查找，如果有，就拉取之并存在当前环境中。如果本地仓库无，转入（7）步，即从网上云端拉取。

示例指令2：

docker create  --name myrunoob  nginx:latest

流程分解：

1）分析指令后，分解出Create指令

2）如果当前环境有Ngix镜像，就沿着（5）执行构建一个Container。

3）如果当前环境没有Ngix镜像，（6）从云仓库拉取ngix镜像，沿着（5）执行构建一个Container。

示例指令3：

启动一个容器，通过IO口，将本地容器启动起来。可以看出，容器已经ready，通过程序的driver库将容器进程启动起来。(注意：容器不是宿主机进程，无法在宿主机启动，必须通过Docker引擎干预)。

3.3 Docker的四个基本概念

Docker存在是个重要概念：镜像、容器、引擎、仓库；这里不讲它们之间的关系，但是务必搞清这四个概念。

3.4 Docker和虚拟机的区别

docker和虚拟机存在重要区别，主要表现两个方面

1）从体量上比较

虚拟机内存在完整的，尽善尽美的操作系统，因此十分庞大，一般几个G的存储量，安装时间有几十分钟。
docker是简体版操作系统，是将操作系统裁剪到刚好支持内部程序，十分小，一般有几十个M的存储量。

2）从设计思路上

虚拟机是在做“加法”的，该有的尽有。
docker是做减法的，能不要的就尽量不要。

3.5 容器和进程的区别

容器和进程有类似，但也有区别，分别如下：

1）集成的观点看两者有共同性

进程与进程可以构成更大的系统，但是这种集成规模不能过大，比如上万个进程可能就存在无法管理的问题。
Docker的多个容器合成更大系统和多进程系统有类似之处，但是每个容器中可以包含一个系统，比如Ubuntu容器，内涵整个操作系统。tomcat容器，内部包含整个tomcat的功能，这种大规模的集成是多进程系统所无法完成的。

2）从功能上看

从功能上看，进程与进程构成的系统功能比较单一、不够强大。
docker的容器之间集成的系统规模庞大，功能更强大，因为每个容器内部嵌入一个简版操作系统，可以将网络功能、服务器、数据库、互联网、大数据、人工智能等各种大系统集成起来，因而功能之强大是前所未有的。

四、docker集群的观念

4.1. 理解集群（swarm）

swarm是一组运行着Docker的机器，它们一起加入到一个集群。swarm中的机器既可以是物理机，也可以是虚拟机。

在加入到一个swarm后，每台机器被称为一个节点。以前，我们执行docker命令由对应的机器去执行，而现在多台机器组成swarm后，Docker命令由swarm manager去执行，swarm manager也管理Node内容器得增添、删除等。

能够集群得工具很多，这里介绍两个：docker swarm和kubernetes。

4.2 docker swarm 集群工具

Docker Swarm是针对 Docker 容器技术创建的集群工具。最关键的是 Dcoker Swarm 对外提供的是完全标准的 Docker API，因此任何使用 Docker API 与 Docker 进行通讯的工具（Docker ClI, Docker Compose, Dokku, Krane）都可以完全无缝地和 Docker Swarm协同工作。这一点对 Docker Swarm 来说既是一个优点，也是一个缺点。

swarm就是集群，是Docker集群，它是一组运行着Docker的机器组成的
组成Docker集群以后，集群中的每台机器被称之为一个node，其中有一台机器是这个集群的管理者，称之为manager，其余的称之为worker
在集群中，你的命令都是由manager去执行的，这与你当前在那台机器上输入的命令无关
与集群模式相对的是单机模式，之前我们一直是以单机模式使用Docker的
类比Redis机器的话，manager就相当于master，worker相当于slave

4.3 kubernetes容器集群管理系统

k8s是一个开源的容器集群管理系统，可以实现容器集群的自动化部署、自动扩缩容、维护等功能。而Docker是一个开源的应用容器引擎，是一种容器化技术。

docker是容器层面的，kubernetes是容器编排和组织管理层面的。

Kubernetes 是基于 google 自身多年使用 linux 容器的经验创建出来的，所以可以说它是 Google自身多年操作经验的一个复制，只是 google 把这些操作经验应用到了 Docker 上。使用Kubernetes 来管理容器在多个方面都将带来很大的好处，而其中最重要的就是 Google 把他们多年使用容器的经验带入了这个工具。如果你是从 Docker1.0 (或者更早之前的版本)开始使用Kubernetes，你会发现使用 Kubernetes 来管理 docker 容器是非常愉悦的体验。

值得注意的是，K8S虽然支持Docker，但不是为Docker量身定做的，而是支持所有的其它容器的集群。